(57)【要約】  本開示の例示的な各種実施形態に従い、被加工物の回転対称面を旋削装置によって機械加工する。被加工物を、回転軸を中心として回転駆動し、刃先がすくい面の縁に位置する切削工具を被加工物に対して配置し、切削工具を被加工物に接触させ、回転軸に平行な送り方向に沿い切削工具を被加工物に対して相対的に前進させる。すくい面に対する垂線を、送り方向、第１の軸、および第２の軸に対して傾斜させる。第１の軸および第２の軸は、送り方向に対して垂直であり、互いに垂直である。
2019526456.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物の回転対称面を機械加工する方法であって、前記方法は、
前記被加工物を回転軸を中心として回転駆動するステップと、
刃先を有する切削工具を前記被加工物に対して配置するステップと、
前記切削工具を前記被加工物に接触させるステップと、
前記回転軸に平行である送り方向に沿い、前記切削工具を前記被加工物に対して相対的に前進させるステップとを含み、
前記すくい面に対する垂線は、前記送り方向、第１の軸、および第２の軸に対して傾斜しており、前記第１の軸および前記第２の軸は、前記送り方向に対して垂直であり、互いに垂直である、方法。
【請求項２】
前記すくい面の前記垂線の方向は、前記すくい面からの前記垂線が前記送り方向に向くように、前記第２の軸の方向と同一のスタート方向から、前記第１の軸の周りを角度αだけ回転させた方向に設定される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記角度αは約３５°〜約６０°の範囲にある、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記垂線の方向が設定される方向は、
（ｉ）前記すくい面からの前記垂線が前記送り方向に向くように、前記第２の軸の方向と同一の前記スタート方向から、前記第１の軸の周りを前記角度αだけ回転させ、
（ｉｉ）前記すくい面からの前記垂線が前記送り方向に向くように、第３の軸の周りを角度δだけ回転させた方向であり、前記第３の軸は、前記回転軸ＲＡに対応する軸を前記第１の軸Ａ１の周りを前記角度αだけ回転させた軸に対応する、請求項２および３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記角度δは約０°〜約１５°の範囲にある、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記刃先は実質的に直線の形状を有する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記刃先は実質的に曲線の形状を有する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記刃先は、前記被加工物から遠ざかるように前記刃先の少なくとも一方の端部に向かって湾曲している、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記被加工物の直径は、前記被加工物の前記回転対称面で決められ、前記実質的に曲線の形状は、半径を有する円の円弧に対応し、前記半径は前記直径の約４分の１よりも実質的に大きい、請求項７および８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記被加工物の前記回転対称面は、前記被加工物の外周面である、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記被加工物の前記回転対称面は、前記被加工物の内周面である、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記被加工物の直径は、前記被加工物の前記回転対称面で決められ、前記実質的に曲線の形状は、半径を有する円の円弧に対応し、前記半径は、前記直径の約４分の１よりも実質的に大きく、前記半径は、前記直径の約２分の１よりも実質的に小さい、請求項７および８のいずれか１項と組み合わせた請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記刃先は、前記被加工物に係合すると、前記刃先の有効切削部分に沿って前記被加工物に接触し、前記有効切削部分の有効長は、前記刃先の全長よりも実質的に小さい、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
被加工物の回転対称面を機械加工動作において機械加工するための旋削装置であって、
前記旋削装置は、
回転軸を中心する回転運動を実行するように構成された駆動装置によって回転駆動されるように構成されたスピンドルと、
切削工具支持部とを備え、前記切削工具支持部は、被加工物に対して機械加工動作を実行するためにすくい面の縁部に位置する刃先を有する切削工具を保持するように構成され、
前記回転軸に平行である送り方向に沿って前記切削工具支持部を前記スピンドルに対して相対的に変位させるように構成された送り装置を備え、
前記切削工具支持部は、前記機械加工動作の実行前に、前記少なくとも１つの刃先の前記すくい面に対する垂線が前記送り方向、第１の軸、および第２の軸に対して傾斜するような方向に向けることができ、前記第１の軸および前記第２の軸は、前記送り方向に対して垂直であり、互いに垂直である、旋削装置。
【請求項１５】
前記切削工具支持部は、少なくとも１つの刃先を有する切削インサートを保持するように構成されている、請求項１４に記載の旋削装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して被加工物の回転対称面を機械加工する方法および旋削装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
被加工物の回転対称面の機械加工は通常、旋盤等の旋削装置によって行われる。金属切削作業において、旋削は、被加工物の回転対称面の機械加工に使用される最も一般的な作業のうちの１つである。
【０００３】
旋削作業では、一般的に、被加工物を回転軸を中心として回転するように駆動し、少なくとも１つの切削工具を接触させて被加工物の表面材料を削り取ることにより、所望の回転対称面構成を作り出す。この機械加工を、被加工物の外面または内面に適用することにより、軸対称の輪郭が形成された表面部分を作ることができる。
【０００４】
一般的に、旋削装置には基本的な構成要素が２つある。この構成要素は、回転している被加工物を保持するための手段、および、切削工具を保持し被加工物に対して相対的に移動させるための手段等である。たとえば、被加工物は、その両側の端部のうち片側の端部を保持してもよく両側の端部を保持してもよい。被加工物を一端で保持するには、当該被加工物をチャックまたはコレットで把持することが必要である。たとえば、チャックは、旋削装置のスピンドルの先端に設けることができ、コレットは通常、旋削装置のスピンドルの中に設置することができる。旋削装置のスピンドルは通常、旋削装置の「主軸台」に設置される。主軸台は、被加工物を回転運動させる、すなわち被加工物を回転軸を中心として回転運動するように駆動する、モータと歯車列とを含む。旋削装置の回転軸方向反対側の端部には、「心押し台」を設けても良い。心押し台は、被加工物の、スピンドルによって支持される端部と反対側の端部を保持するために用いることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
発明の概要
技術的課題
たとえば、旋削装置の性能に対する要求基準は、機械加工された被加工物の表面粗さによって設定される。表面粗さの上限は、機械加工された被加工物の使用目的に応じて設定される要求基準によって決まる場合がある。たとえば、嵌合ガスケットは摩耗ができる限り少なくなければならず、これは、表面粗さが高品質であることを意味する。表面粗さの下限は、ガスケットの潤滑を確保しガスケットの過熱を防止するためには油および潤滑剤が表面に付着していなければならないという条件によって決まる場合がある。
【０００６】
被加工物の回転対称面の作製においては、所望の切削力および表面粗さ品質を備えつつ被加工物の機械加工中の切削時間が改善された旋削装置を提供することが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
課題の解決
以下、本発明のいくつかの局面の基本的理解を得るために、本開示の簡単な概要を示す。この概要は、本発明の網羅的な総括ではない。なお、添付の請求項に規定するもの以外、本発明の重要もしくは不可欠な要素を特定すること、または、本発明の範囲を明らかに示すことは意図していない。本開示の概要は、以下に記載のより詳細な説明の前置きとしていくつかの概念を簡単に示すことのみを目的とする。
【０００８】
本開示の第１の局面において、被加工物の回転対称面を機械加工する方法が提供される。本明細書におけるいくつかの例示的な実施形態に従うと、この方法は、被加工物を回転軸を中心として回転駆動するステップと、すくい面の縁部に位置する刃先を有する切削工具を被加工物に対して配置するステップと、切削工具を被加工物に接触させるステップと、回転軸に平行である送り方向に沿い、切削工具を被加工物に対して相対的に前進させるステップとを含む。ここで、すくい面に対する垂線は、送り方向、第１の軸、および第２の軸に対して傾斜しており、第１の軸および第２の軸は、送り方向に対して垂直であり、互いに垂直である。被加工物に対し、切削工具を、刃先を送り方向に対して予め傾斜させた状態で配置することにより、送り速度が比較的高い速度であっても、機械加工された面の良好な表面粗さが得られる。
【０００９】
第１の局面のいくつかの例示的な実施形態に従うと、すくい面の垂線の方向は、すくい面からの垂線が送り方向に向くように、第２の軸の方向と同一のスタート方向から、第１の軸の周りを角度αだけ回転させた方向に設定されてもよい。本明細書におけるいくつかの特別な例示的な例に従うと、角度αは約３５°〜約６０°の範囲にあってもよい。この角度αの範囲は、機械加工された面の表面粗さに関して良好な結果を提供するための、送り方向に対する刃先の好都合な向きをもたらす。
【００１０】
第１の局面のいくつかの例示的な実施形態に従うと、垂線の方向が設定される方向は、（ｉ）すくい面からの垂線が送り方向に向くように、第２の軸の方向と同一のスタート方向から、第１の軸の周りを角度αだけ回転させ、（ｉｉ）すくい面からの垂線が送り方向に向くように、第３の軸の周りを角度δだけ回転させた方向であってもよく、第３の軸は、回転軸ＲＡに対応する軸を第１の軸Ａ１の周りを角度αだけ回転させた軸に対応していてもよい。本明細書におけるいくつかの特別な例示的な例に従うと、角度δは約０°〜約１５°の範囲にあってもよい。この角度δの範囲は、機械加工された面の表面粗さに関して良好な結果を提供するための、送り方向に対する刃先の好都合な向きをもたらす。
【００１１】
第１の局面のいくつかの例示的な実施形態に従うと、回転軸と、第１および第２の軸のうちの一方とによって定められる面に対して刃先を投影したものが、約３５°〜約６０°の範囲の角度で送り方向に対して傾斜していてもよい。この傾斜角の範囲は、機械加工された面の表面粗さに関して良好な結果を提供するための、送り方向に対する刃先の好都合な向きをもたらす。本明細書におけるいくつかの特別な例示的な例に従うと、この角度は約４０°〜約５０°の範囲にあってもよい。すくい面に対する垂線を、上記面に投影し、送り方向に対して、投影した刃先の角度の余角で傾斜させてもよい。
【００１２】
第１の局面の他の例示的な実施形態に従うと、すくい角は、切削工具のすくい面の垂線と、回転軸に対して定められる径方向との間に形成される角度であってもよく、すくい角は、約９０°〜約１０５°の範囲にある。径方向は第１の軸の方向であってもよい。したがって、選択されたすくい角によって靱性を高めチッピングを回避することができる。角度が約９０°未満の場合、刃先の靱性は低いかもしれないが、すくい角が１０５°を超えると、切削圧力が高くなり過ぎる可能性がある。
【００１３】
第１の局面の他の例示的な実施形態に従うと、刃先は実質的に直線の形状を有していてもよい。これにより、単純であるが効果的な刃先を提供することができる。
【００１４】
代替的な実施形態に従うと、刃先は実質的に曲線の形状を有していてもよい。これにより、切削力を改善することができる。本明細書におけるいくつかの特別な例示的な例に従うと、刃先は、被加工物から遠ざかるように刃先の少なくとも一方の端部に向かって湾曲していてもよい。本明細書における他の特別な例示的な例に従うと、被加工物の直径は、被加工物の回転対称面で決められてもよく、実質的に曲線の形状は、半径を有する円の円弧に対応していてもよく、この半径は上記直径の約４分の１よりも実質的に大きい。
【００１５】
第１の局面の他の例示的な実施形態に従うと、被加工物の回転対称面は、被加工物の外周面であってもよく、被加工物の外面を機械加工してもよい。
【００１６】
代替的な実施形態に従うと、被加工物の回転対称面は、被加工物の内周面であってもよく、被加工物の内面を機械加工してもよい。
【００１７】
本明細書におけるいくつかの特別な例示的な実施形態に従うと、被加工物の直径は、被加工物の回転対称面で決められてもよく、実質的に曲線の形状は、半径を有する円の円弧に対応していてもよく、この半径は、上記直径の約４分の１よりも実質的に大きく、この半径は、上記直径の約２分の１よりも実質的に小さい。これにより、実質的に湾曲している刃先は内面を機械加工するのに適切な形状を有するであろう。
【００１８】
第１の局面の他の例示的な実施形態に従うと、切削工具は、送り方向に沿い、約０．２ｍｍ／回転〜約１．２ｍｍ／回転の範囲にある送り速度で移動させてもよい。
【００１９】
第１の局面の他の例示的な実施形態に従うと、刃先は、被加工物に接触させたときに、刃先の有効切削部分に沿って被加工物に接触してもよく、有効切削部分の有効長は、刃先の全長よりも実質的に小さくてもよい。本明細書における特別な例示的な例に従うと、上記有効長は、全長の約３０％〜約９０％の範囲にあってもよい。本明細書における他の特別な例に従うと、刃先は、送り方向に対し、前端と後端とを有していてもよく、切削部分は、上記前端および後端のうちの少なくとも一方から、被加工物の直径の最大１／５０の距離だけ離れていてもよく、上記直径は、被加工物の回転対称面で決められる。
【００２０】
本開示の第２の局面において、被加工物の回転対称面を機械加工動作において機械加工するための旋削装置が提供される。本明細書におけるいくつかの例示的な実施形態に従うと、旋削装置は、回転軸を中心する回転運動を実行するように構成された駆動装置によって回転駆動されるように構成されたスピンドルと、切削工具支持部とを備えてもよく、切削工具支持部は、被加工物に対して機械加工動作を実行するためにすくい面の縁部に位置する刃先を有する切削工具を保持するように構成され、回転軸に平行である送り方向に沿って切削工具支持部をスピンドルに対して相対的に変位させるように構成された送り装置を備え、切削工具支持部は、機械加工動作の実行前に、すくい面に対する垂線が送り方向、第１の軸、および第２の軸に対して傾斜するような方向に向けることができ、第１の軸および第２の軸は、送り方向に対して垂直であり、互いに垂直である。
【００２１】
第３の局面において、本開示は、被加工物の回転対称面を機械加工するための旋削装置を提供する。本明細書におけるいくつかの例示的な実施形態に従うと、旋削装置は、回転軸を中心する回転運動を実行するように構成された駆動装置によって回転駆動されるように構成されたスピンドルと、すくい面の縁部に位置する刃先を有し被加工物に対して機械加工動作を実行するための切削工具と、回転軸に平行である送り方向に沿って切削工具をスピンドルに対して相対的に変位させるように構成された送り装置とを含み得る。切削工具は、機械加工動作の実行前に、すくい面に対する垂線が送り方向、第１の軸、および第２の軸に対して傾斜するような方向に向けることができ、第１の軸および第２の軸は、送り方向に対して垂直であり、互いに垂直である。
【００２２】
上記第２の局面および第３の局面のうちの少なくとも一方のいくつかの例示的な実施形態に従うと、回転軸と、第１および第２の軸のうちの一方とによって定められる面に対して刃先を投影したものが、約３５°〜約６０°の範囲の角度で送り方向に対して傾斜していてもよい。本明細書におけるある例示的な例に従うと、この角度は約４０°〜約５０°の範囲にあってもよい。すくい面に対する垂線を、上記面に投影し、送り方向に対して、投影した刃先の角度の余角で傾斜させてもよい。
【００２３】
第３の局面のいくつかの例示的な実施形態に従うと、切削工具はすくい面をさらに含み得る。すくい面の垂線と、回転軸に対して定められる径方向との間に形成されるすくい角は、約９０°〜約１０５°の範囲にあってもよい。径方向は第１の軸の方向であってもよい。
【００２４】
第３の局面の他の例示的な実施形態に従うと、刃先は実質的に直線の形状を有していてもよい。
【００２５】
代替的な実施形態に従うと、刃先は実質的に曲線の形状を有していてもよい。本明細書におけるいくつかの特別な例に従うと、刃先は、スピンドルから遠ざかって刃先の少なくとも一方に向かう方向に湾曲していてもよい。
【００２６】
第２の局面のいくつかの例示的な実施形態に従うと、送り装置は、約０．２ｍｍ／回転〜約１．２ｍｍ／回転の範囲の送り速度を実現するように構成されてもよい。
【００２７】
第２の局面の他の例示的な実施形態に従うと、切削工具支持部は、少なくとも１つの刃先を有する切削インサートを保持するように構成されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本開示のいくつかの例示的な実施形態に係る旋削装置の断面図を模式的に示す。
【図２】本開示のいくつかの例示的な実施形態に係る切削工具の一部の拡大概略図を模式的に示す。
【図３】図３（ａ）は被加工物に対する刃先の配置を回転軸に沿う平面図で模式的に示し、図３（ｂ）は被加工物に対する刃先の配置を正面図で模式的に示す。
【図４】被加工物に対するすくい面の配置を模式的に示す。
【図５】本開示のいくつかの例示的な実施形態に係る刃先の構成を模式的に示す。
【図６】本開示のいくつかの例示的な実施形態に係る刃先の構成を模式的に示す。
【図７】本開示の例示的な実施形態およびいくつかの比較例に係る旋削装置の表面粗さと送り速度とのグラフ上の関係を模式的に示す。
【図８Ａ】比較例に係る機械面の表面粗さをグラフで模式的に示す。
【図８Ｂ】本開示の例示的な実施形態に係る得られた機械面の表面粗さを模式的に示す。
【図９Ａ】比較例に係る表面粗さを模式的に示す。
【図９Ｂ】本開示の例示的な実施形態に従い得られた表面粗さを模式的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本明細書に開示する主題には各種修正および代替形態が可能であるが、その具体的な実施形態を図面において例示し本明細書で詳細に説明する。しかしながら、本明細書における具体的な実施形態の説明は、本発明の範囲を開示されている特定の形態に限定することを意図しているのではなく、むしろ、その意図は、添付の請求項によって定められる本発明の精神および範囲に含まれるすべての修正、代替形および均等物をカバーすることにある。
【００３０】
実施形態の説明
以下、本開示の例示的な各種実施形態を説明する。明確にするために、実際の実装例の特徴をすべて説明するとは限らない。当然ながら、そのような実際の実施形態の開発において、実装例ごとに異なるであろうシステム関連およびビジネス関連の制約の遵守といった開発者の具体的な目標の達成のためには、実装例固有の数多くの判断を行わねばならない。加えて、そのような開発は複雑で時間がかかるであろうが本開示の恩恵を受ける当業者にとっては通常の仕事であることが、理解されるであろう。
【００３１】
次に、添付の図面を参照しながら本開示をより詳細に説明する。図面において、各種構造、システム、および装置は、専ら説明を目的として、当業者には周知である詳細事項によって本開示が曖昧にならないよう、模式的に描かれている。それでもなお添付の図面が含まれているのは、以下でより詳細に説明する本開示のいくつかの例示的な実施例を記述し説明するためである。本明細書で使用する用語および語句は、関連技術の当業者が使用する用語および語句の理解に一致する意味を有するものとして理解および解釈されねばならない。用語または語句の特別な定義、すなわち当業者が理解する通常のまたは従来の意味と異なる定義は、本明細書における当該用語または語句の一貫した用法が含意しているものではない。ある用語または語句が特殊な意味、すなわち当業者が理解する意味以外の意味を有することが意図されている限りにおいて、そのような特殊な定義は、明細書において、当該用語または語句の特殊な定義を直接かつ明確に提供する明確なやり方で表現される。
【００３２】
以下、本開示のいくつかの例示的な実施形態に係る旋削装置を図１に関連してより詳細に説明する。
【００３３】
図１は、本開示のいくつかの例示的な実施形態に係る旋削装置１を模式的に示す。旋削装置１はスピンドル３を含み得る。スピンドル３は、回転軸（rotational axis）ＲＡを中心とする回転運動を実行するためのモータ等の駆動装置４によって回転駆動されてもよい。旋削装置１はさらに、切削工具７を保持するように構成された切削工具支持部５を含み得る。いくつかの例示的な実施形態に従うと、切削工具７は、非回転ツールビット、たとえば切削工具インサートであってもよい。本明細書における例示的であるが限定的ではないいくつかの特別な例において、切削工具７は、少なくとも１つの刃先９を有する実質的に板状の構成を有し得る。ある特別な例示的な例において、切削工具７は、少なくとも１つの刃先を有する切削インサート、たとえば６つの刃先を有する六角形の切削インサート、または、１つの刃先を有するカッター、または３、４、５、もしくは７つの刃先を有する切削工具、または、８つの刃先を有する８角形の切削インサートであってもよい。
【００３４】
いくつかの例示的な実施形態に従うと、旋削装置１はさらに送り装置６を含み得る。送り装置６は、回転軸ＲＡに平行な送り方向（feed direction）（図１において「ＦＤ」で示す双方向矢印によって示される）に沿って、スピンドル３に対して相対的に切削工具支持部５を変位させるように構成されている。いくつかの例示的な実施形態に従うと、切削工具支持部５は、送り方向ＦＤに沿い、スピンドル３に対して相対的に、手作業でおよび／または自動的に変位させることができる往復台（図示せず）を含み得る。加えてまたは代わりに、送り装置６はねじ切りされたロッド８を含み得る。切削工具支持部５は、ねじ切りされたロッド８に沿って変位させてもよい。
【００３５】
本明細書におけるいくつかの例示的な実施形態に従うと、切削工具支持部５は、切削工具支持部５が切削工具７および刃先９を送り方向ＦＤに沿って変位させるために能動的または受動的に駆動され得るよう、駆動部（図示せず）を含んでいてもよい。たとえば、この駆動部（図示せず）はコンピュータ制御されるもの等であってもよい。すなわち、この旋削装置はＣＮＣシステムとして実現されてもよい（「ＣＮＣ」は「コンピュータ数値制御（computer numeric control）」を意味し、これは、マニュアル制御システム、たとえば手回し車またはハンドレバーまたは機械的自動化とは対照的に、正確にプログラムされ記憶媒体上で符号化されたコマンドによって操作される工作機械の自動化である）。
【００３６】
いくつかの例示的な実施形態において、旋削装置１は制御部（図示せず）を含み得る。制御部は、図１に模式的に示されるシステムへの追加として設けられていてもよく、または、図１に模式的に示されるシステムに組み込まれていてもよい。たとえば、制御部（図示せず）は、スピンドル３を回転駆動するために使用される駆動装置４に組み込まれていてもよい。
【００３７】
本開示のいくつかの例示的な実施形態に従うと、切削工具支持部５および切削工具７のうちの少なくとも一方は、図１において参照番号１３および１５で示される自由度に従いスピンドル３に対して配置されるように構成されてもよい。ここで、参照番号１３は、切削工具７が切削工具７の軸Ａ１（第１の軸）を中心として傾斜し得るような切削工具支持部および／または切削工具７の傾斜構成を示す。軸Ａ１は、第２の軸（図３に示す軸Ａ２）、および回転軸ＲＡまたは送り方向ＦＤに対して直交していてもよい。したがって、刃先９を、スピンドル３および回転軸ＲＡ（または送り方向ＦＤ）に対して傾斜構成１３で配置することにより、スピンドル３上に設置された被加工物１２に刃先９を接触させる前に、刃先９が送り方向ＦＤに対して傾斜した向きになるようにしてもよい。
【００３８】
本開示のいくつかの例示的な実施形態に従うと、切削工具支持部５および／または切削工具７はさらに、スピンドル３上に設置された被加工物１２に刃先９を接触させる前に、双方向矢印１５で示される第３の軸（図示せず）としての軸Ａ３を中心として、さらに傾斜していてもよい。したがって、図４に関連して以下でより詳細に説明するように、切削工具７のすくい面（図示せず）を、すくい面が送り方向に対して傾いた向きになるように、スピンドル３および回転軸ＲＡに対して配置してもよい。
【００３９】
旋削装置１においてスピンドル３が旋削装置１の回転軸ＲＡを定めることを当業者は理解するであろう。本明細書におけるいくつかの例示的な実施形態に従うと、スピンドル３は、当該技術では周知のシャフトを支持するための軸受によって駆動装置４に回転可能に結合し得るシャフトとして実現されてもよい。スピンドル３は基本的に、スピンドル３を回転可能に駆動するための駆動手段（図示せず）をさらに含み得る主軸台１０に結合されていてもよい。たとえば、主軸台は、歯車機構（図示せず）、速度機構（図示せず）、変速機構（図示せず）などを含み得る。スピンドル３はさらに、チャック、面板、コレット、中空の筒状（モールス規格）テーパを挿入するためのモールステーパ、雌ねじ、雄ねじ等の、被加工物１２を保持するための被加工物保持装置（図示せず）を含み得る。
【００４０】
本開示のいくつかの例示的な実施形態に従うと、旋削装置１はさらに、主軸台１０、スピンドル３，および切削工具支持部５を載置するベース１１を含み得る。ベース１１は、切削工具支持部５が回転軸ＲＡに平行に、すなわち送り方向ＦＤに沿って移動することを可能にするように構成されてもよい。先に述べたように、切削工具支持部５は、ラック・アンド・ピニオンシステム（図示せず）等によって駆動されてもよい。さらに、ベース１１は、スピンドル３および／または切削工具支持部５を水平にするためのレベリング装置（図示せず）をさらに含み得る。本明細書におけるさらに他の任意の例示的ないくつかの例に従うと、主軸台１０は、被加工物１２との接触に先立ってスピンドル３を被加工物１２に対して整列させるおよび／または方向付けるためのＸＹＺ変位システム（図示せず）により、ベース１１上に変位可能に設置されてもよい。
【００４１】
本開示のいくつかの例示的な実施形態に従うと、旋削装置１は旋盤装置であってもよい。
【００４２】
図２に関して、図１の切削工具７の刃先９の領域の拡大斜視図を提供する。図２は、上記その他の例のうちの六角形の切削インサートまたは八角形の切削インサート等の、板状の切削工具インサート２１を有する切削工具２０の拡大図を示す。切削インサート２１は、少なくとも１つの刃先２４、たとえば図２に模式的に示されるように８つの刃先を含み得る。しかしながら、これは本開示を何ら限定するものではなく、当業者は少なくとも１つの刃先が設けられていればよいことを理解するであろう。
【００４３】
切削インサート２１はさらに、機械加工中の切り屑の流れを案内するのに役立つすくい面２５を有する。さらに、切削インサート２１は、切削工具２０の本体２９に向けて座部（ポケット）を挿入するための接触周面２７をさらに含み得る。本明細書におけるいくつかの例示的な実施形態に従うと、切削インサート２１は、クランプ３０により、切削工具２０の本体２９に交換可能に設置されてもよい。
【００４４】
刃先２４は、すくい面２５と逃げ面２３（被加工物上に新たに形成された面を通過する表面）との間に形成されていてもよく、すくい面２５と逃げ面２３とが交わる部分に形成された刃先であるとみなすことができる。よって、刃先２４はすくい面２５の縁に位置する。
【００４５】
図３（ａ）および図３（ｂ）に関して、被加工物（workpiece）ＷＰの回転対称面ＳＷＰの機械加工についてより詳細に説明する。過剰な詳細事項によって本開示を曖昧にしないようにするために、被加工物ＷＰの回転対称面ＳＷＰを、円筒面として、具体的には円筒体の周方向面として模式的に示す。しかしながら、本開示は円筒の周方向面に限定されないことを当業者は理解するであろう。
【００４６】
図３（ａ）は、対称面ＳＷＰの機械加工中において切削工具（図示せず）の刃先（cutting edge）ＣＥを被加工物ＷＰに接触させる段階における、回転軸ＲＡに垂直な被加工物ＷＰの対称面ＳＷＰの上面図を模式的に示す。被加工物ＷＰの面ＳＷＰの機械加工中、刃先ＣＥを、図３（ａ）に示すように回転軸ＲＡに平行な送り方向ＦＤに沿って移動させる。
【００４７】
本開示のいくつかの例示的な実施形態に従うと、被加工物ＷＰの面ＳＷＰの機械加工は、被加工物ＷＰを回転軸ＲＡを中心として回転駆動することと、刃先ＣＥが送り方向ＦＤに対して傾斜するように刃先ＣＥを被加工物ＷＰに対して配置することと、刃先を被加工物ＷＰに接触させることと、回転軸ＲＡに平行な送り方向ＦＤに沿って刃先ＣＥを被加工物ＷＰに対して相対的に前進させることとを含み得る。
【００４８】
本開示のいくつかの例示的な実施形態に従うと、刃先ＣＥを送り方向ＦＤに対して傾斜させてもよい。仮想面を、回転軸ＲＡと、回転軸ＲＡに垂直な軸Ａ２とによって定めることができる。本開示のいくつかの例示的な実施形態に従うと、刃先ＣＥをこの面に投影すると、図３（ａ）に示すように直線形状になり得る。投影した刃先ＣＥは、送り方向ＦＤに対して、約３５°〜約６０°の範囲の角度αで傾斜していてもよい。たとえば、この角度αは、約４０°〜約５０°の範囲であってもよい。本明細書における特別な例示的な例に従うと、この角度αは実質的に４５°に等しいかまたは４５°に近い角度であってもよい。
【００４９】
本開示のいくつかの例示的な実施形態に従うと、刃先ＣＥは実質的に直線の形状であってもよい。本明細書におけるいくつかの例示的な例に従うと、角度αは、投影した刃先ＣＥと、回転軸ＲＡと軸Ａ２とによって定められる仮想面にすくい面２５の垂線を投影したものとの間に、角度γを定めることによって、求めることができる。図３（ａ）に模式的に示す投影した垂線ｎ参照。なお、図３（ａ）の模式図において、すくい面２５は刃先ＣＥに投影されていると理解してもよく、すくい面２５に対する垂線は実際、刃先ＣＥに対して垂直である。角度αおよびγは、α＝９０°−γにより、相互に関連付けられる。すなわち、角度αは角度γの余角であり、角度γは角度αの余角である。したがって、αの値の範囲は、結局のところ、γが取り得る値の範囲であり、角度γは約３０°〜約５５°の範囲、たとえば約４０°〜約５０°の範囲にあってもよい。投影した垂線ｎはまた、図３（ａ）に示すように、軸Ａ２に対して角度αで傾斜していてもよい。
【００５０】
図３（ａ）に示すように、垂線ｎの方向は、すくい面２５からの垂線ｎが送り方向ＦＤに向くように、軸Ａ２の方向と同一のスタート方向から、軸Ａ１の周りを角度αだけ回転させた方向に設定される。切削工具ＣＥを、すくい面２５の垂線ｎが被加工物ＷＰの接線に向けられるように位置決めされた場合、垂線ｎの方向は上記スタート方向に対応する。加えて、垂線ｎの方向は、すくい面２５からの垂線ｎが送り方向ＦＤに向けられるように、軸Ａ３の周りを角度δだけ回転させた方向に設定される。この軸Ａ３は、回転軸ＲＡに対応する軸を軸Ａ１（第１の軸）を中心として角度αだけ回転させた軸に対応する。
【００５１】
本開示のその他いくつかの例示的な実施形態に従うと、刃先ＣＥは実質的に曲線の形状であってもよい。その場合でも図３（ａ）の直線としてのＣＥの模式図が適用される。なぜなら、図３（ａ）は刃先ＣＥの投影図を示しているからである。図３（ｂ）に関しては、刃先ＣＥが曲線形状を有する場合、図３（ｂ）の刃先ＣＥはそれに応じて湾曲することになるのは明らかである。曲線形状を有する刃先の場合、刃先は（局所的）極値を有する（すなわち、刃先ＣＥの湾曲形状を表す曲線のパラメータ表示の一次導関数は消滅する）。本明細書における特別であるが限定的ではない例示的な例において、刃先は実質的に対称形状を有していてもよく、（局所的）極値は湾曲形状を表す曲線の中心であってもよい。
【００５２】
刃先ＣＥの全長Ｔは、刃先の端部ＥＲとＥＦとの間の距離として与えられてもよい。刃先ＣＥを被加工物ＷＰに接触させると、刃先ＣＥが被加工物ＷＰに接触する有効長Ｌは全長Ｔよりも短い（Ｌ＜Ｔ）。すなわち、被加工物ＷＰの機械加工中において、刃先ＣＥは、刃先ＣＥのポイントＡとポイントＢとの間で被加工物ＷＰに接触し、刃先ＣＥの全長Ｔに沿って接触しているのではない。
【００５３】
本明細書におけるいくつかの例示的な例に従うと、有効長Ｌは全長Ｔの約３０％から全長Ｔの約９０％の範囲であればよい。
【００５４】
本開示のいくつかの例示的な実施形態に従うと、ポイントＡおよびＢのうちの少なくとも一方は、端部ＥＲ、ＥＦのうち近い方から、最大で、被加工物ＷＰの直径Ｄの１／５０の場所にあってもよい。いくつかの例示的な実施形態に従うと、被加工物ＷＰの直径Ｄは、機械加工される回転対称面ＳＷＰで決められてもよい。本開示のその他いくつかの例示的な実施形態に従うと、刃先ＣＥの全長は、ポイントＡから端部ＥＲまで、またはポイントＢから端部ＥＦまでであってもよい。
【００５５】
本開示のいくつかの例示的な実施形態に従うと、送り方向ＦＤに対する刃先ＣＥの傾斜はさらに、回転軸ＲＡに垂直な軸Ａ２に沿う方向に刃先ＣＥを投影したときの有効長Ｌ１を定める。すなわち、面ＳＷＰの材料はＬ１に従う幅で削り取られるのに対し、有効長Ｌ２は、送り方向ＦＤまたは回転軸ＲＡと軸Ａ２とによって定められる仮想面に対する刃先ＣＥの投影とみなすことができる。
【００５６】
特別であるが非限定的ないくつかの例示的な例において、角度αが約４５°に等しいと仮定した場合、有効長Ｌは約４．０ｍｍであってもよく、Ｌ１は約２．３ｍｍであってもよく、Ｌ２は約２．３ｍｍであってもよい。角度αが４５°よりも大きい場合、長さＬおよびＬ２が小さくなり、切り屑の幅が小さくなる。
【００５７】
被加工物ＷＰの機械加工を特徴付けるさらに他のパラメータは、送り速度ｆ（図示せず）によって与えることができる。送り速度ｆは、限界点Ａなしで刃先ＣＥのあるポイントが被加工物ＷＰが１回転する間に送り方向ＦＤに沿って進む距離に相当する。本開示のいくつかの例示的な実施形態に従うと、送り速度は、約０．２ｍｍ／回転〜約１．２ｍｍ／回転の範囲にあってもよい。
【００５８】
図３（ｂ）は、回転軸ＲＡに沿う図３（ａ）の被加工物ＷＰの断面図を模式的に示す。具体的には、図３（ｂ）の断面図は図３（ａ）の図面に対して垂直である。軸Ａ１は軸Ａ２に対して垂直である。軸Ａ１は、送り方向ＦＤまたは回転軸ＲＡに対しても垂直である。
【００５９】
図３（ｂ）は被加工物ＷＰの機械加工を示し、刃先ＣＥは、図３（ｂ）に示す切削深さａｐまで被加工物ＷＰに貫入するように、被加工物ＷＰに接触させられている。切削深さａｐは、被加工物ＷＰの半径ｒ１に関連がある。半径ｒ１は、図３（ａ）の直径Ｄの２分の１（ｒ１＝１／２Ｄ）であり、半径ｒ２は、刃先ＣＥの端部Ｙにおける、機械加工された被加工物ＷＯの半径に相当する。半径ｒ２は、端部Ｙにおいて刃先ＣＥに実質的に直交する。
【００６０】
端部Ｙとその反対側の端部Ｘは基本的に、図３（ａ）に示す端部ＢおよびＡにそれぞれ対応している。具体的には、端部ＸとＹとの間に延びている刃先ＣＥが被加工物ＷＰに接触し切削深さａｐに応じて被加工物ＷＰの表面材料を削り取る。
【００６１】
図３（ａ）に関して、刃先ＣＥは送り方向ＦＤに対して傾斜して配置されていることを想起すると、有効長Ｌの端部Ａに近い方の端部ＥＦは、前端、または、送り方向ＦＤにおいて前方（送り方向において上流）にある。言い換えると、端部ＥＦは、反対側にある、有効長Ｌの端部Ｂに近い方の端部ＥＲよりも前方にある端部であり、端部ＥＲは後方（送り方向において下流）である。したがって、角度αで傾斜配置されているために、送り方向ＦＤにおいて、端部ＥＦは「前端」と呼ぶことができ、端部ＥＲは「後端」と呼ぶことができる。言い換えると、ポイントＢは、ポイントＡとの比較において、回転軸ＲＡを中心とする回転の方向（図示せず）の上流側に位置し得る。
【００６２】
刃先ＣＥを、被加工物ＷＰに対し、送り方向に沿って移動させると、面ＳＷＰに接触する刃先ＣＥの接触点は、ポイントＡからポイントＢに移る。刃先ＣＥのポイントＡの部分は被加工物ＷＰに最も浅く食い込んで被加工物ＷＰの表面材料を削り取るのに対し、刃先ＣＥのポイントＢの部分は被加工物ＷＰに最も深く食い込んで被加工物ＷＰの表面材料を削り取る。
【００６３】
切削深さａｐが半径ｒ１およびｒ２のうちのいずれか一方との比較において極めて小さい（「ａｐ＜＜ｒ１、ｒ２」）と仮定した場合、以下の関係が満たされる。
【００６４】
Ｄ＊ａｐ＝Ｌ１２（Ｌ２＝ｒ１−ａｐ；Ｌ１２＋Ｌ２２＝Ｌ２；ｔａｎα＝Ｌ１／Ｌ２；ｓｉｎα＝Ｌ１／Ｌ；ｃｏｓα＝Ｌ２／Ｌ）
本開示のいくつかの例示的な実施形態に従うと、長さＬ１は、１．５〜３．５ｍｍの範囲にあってもよい。本明細書におけるいくつかの例示的な例に従うと、被加工物ＷＰの直径Ｄは３０ｍｍ以上であってもよい。切削深さａｐが取り得る値は、およそ０．２５ｍｍであってもよい。
【００６５】
本開示のいくつかの例示的な実施形態に従うと、図３（ａ）に示す被加工物ＷＰは、中空円筒構成であってもよい。すなわち、直径Ｄは、中空円筒形の被加工物ＷＰの内側の穴の直径に対応していてもよい。そうすると、面ＳＷＰは、被加工物ＷＰの内周面を表していてもよい。これに代えて、被加工物ＷＰは円筒形の被加工物であってもよく、面ＳＷＰは外周面を表していてもよい。被加工物ＷＰが中空円筒形の構成である場合、図３（ｂ）は、端部ＥＦおよびＥＲの順序を逆にして適用し得ることを、当業者は理解するであろう。すなわち、中空円筒形の構成の場合、端部ＥＦは実際端部ＥＲに対応し、端部ＥＲは実際端部ＥＦに対応する。そうでなければ、切削深さａｐに関する上記説明および上記関係が適用されるであろう。
【００６６】
図４に関して、本開示のさらに他の例示的な実施形態を説明する。
図４は、被加工物ＷＰの面ＳＷＰに接触している刃先ＣＥを有する切削工具Ｃの一部を模式的に示す。例示的な実施形態に従うと、被加工物ＷＰの面ＳＷＰは、被加工物ＷＰの外周面であってもよい。このことは、本開示を何ら限定するものではなく、面ＳＷＰは代わりに被加工物ＷＰの内周面であってもよい（本明細書において、切削工具Ｃは回転軸ＲＡと面ＳＷＰとの間に位置する）。
【００６７】
図４に関して、送り方向ＦＤは上記他の実施形態と同様に特定され、送り方向ＦＤは回転軸ＲＡに実質的に平行である。被加工物ＷＰの機械加工中、被加工物ＷＰはこの回転軸ＲＡを中心として回転する。回転軸ＲＡと、何らかの機械加工を受ける被加工物ＷＰの部分の面ＳＷＰとにより、実質的に円筒対称性が実現される。回転軸ＲＡおよび径方向座標ベクトルＲを含む円筒座標系が定められてもよく、径方向座標ベクトルＲは、円筒座標系の径方向座標成分（ｒ，ｚ）に従い可能な径方向を示すベクトルのクラス（回転軸ＲＡを中心とする回転について対称）から選択される。ｚ座標成分は回転軸ＲＡに対応付けられる。径方向座標ベクトルＲは、回転軸ＲＡに対して実質的に垂直である（かつ送り方向ＦＤに対して垂直、なぜなら、送り方向ＦＤおよび回転軸ＲＡは平行であるため）。本開示のいくつかの例示的な実施形態に従うと、径方向座標ベクトルＲは図３（ａ）および図３（ｂ）に示す軸Ａ１に平行であってもよい。
【００６８】
図４に関して、図１において双方向矢印１５で示す切削工具７の配置をより詳細に説明する。図４における切削工具Ｃの配置では、角度βが径方向ベクトルＲとすくい面（rake face）ＲＦの垂線ベクトルＮとの間に形成されるように、切削工具Ｃのすくい面ＲＦが送り方向ＦＤに対して傾斜していてもよい。径方向ベクトルＲを中心とするすくい面ＲＦの傾斜は、図１では双方向矢印１５で示されていることを、当業者は理解するであろう。
【００６９】
切削工具ＣＥを軸Ａ３を中心として回転させてもよい。角度δは、すくい面ＲＦの垂線Ｎと軸Ａ１または径方向座標ベクトルＲに垂直な仮想軸（virtual axis）ＶＡとの間の角度である。切削工具ＣＥを、垂線Ｎが軸Ａ１に垂直になるように、または、すくい面ＲＦが軸Ａ１に平行になるように位置決めしたとき、角度δは０°である。角度βおよびδは、β＝９０°＋δによって相互に関連付けられる。角度δは、約０°〜約１５°の範囲にあってもよい。
【００７０】
図３（ａ）、図３（ｂ）、および図４に示すように、本開示のいくつかの例示的な実施形態に従うと、切削工具Ｃのすくい面に対する垂線は、送り方向ＦＤに対して傾斜しており、第１の軸は送り方向ＦＤに対して垂直な軸であり、第２の軸は送り方向ＦＤおよび第１の軸双方に対して垂直な軸である。第１の軸および第２の軸は、回転軸ＲＡに対して垂直であり、かつ互いに垂直である。言い換えると、送り方向と第１の軸とによって定められる面に対して刃先ＣＥを投影したものは、送り方向および第１の軸に対して傾斜しており、送り方向と第２の軸とによって定められる面に対して刃先ＣＥを投影したものは、送り方向および第２の軸に対して傾斜している。第１の軸および第２の軸はそれぞれ、軸Ａ１および軸Ａ２のうちの一方および他方であってもよい。
【００７１】
本開示のいくつかの例示的な実施形態に従うと、角度βは約９０°〜約１０５°の範囲にあってもよい。たとえば、角度βは、切削または旋削作業中において良好な耐チッピング性および低い摩擦力が得られるように、調整してもよい。
【００７２】
本開示のいくつかの例示的な実施形態に従うと、刃先（図１の９、図２の２３、ならびに図３（ａ）、図３（ｂ）、および図４のＣＥ参照）は、実質的に直線の形状を有していてもよい（図４において破線で示す部分であり、これは、上記図３（ａ）および図３（ｂ）の説明と同様、被加工物に接触している、ポイントＡとＢとの間の刃先ＣＥの有効部分）。図５は、被加工物（これ以上は図示せず）の面ＳＷＰに対して配置された刃先ＣＥを模式的に示す。面ＳＷＰは、被加工物（これ以上は図示せず）の内周面および外周面のうちの一方である。いくつかの例示的な実施形態に従うと、刃先ＣＥは直線の形状を有していてもよい。仮想線ＬＮ１は、刃先ＣＥ上の接続ポイントＰ１とＰ２を結ぶことによって形成され、刃先ＣＥが延びている方向と同じ方向に延びている。ポイントＰ１は、図３（ａ）および図４に示すポイントＡおよびＢのうちの一方に対応していてもよく、ポイントＰ２はポイントＡおよびＢのうちの他方に対応していてもよい。
【００７３】
本開示の代替実施形態に従うと、刃先は実質的に曲線の形状を有していてもよい。図６は、被加工物（それ以上は図示せず）の面ＳＷＰに対して配置された刃先ＣＥ’を模式的に示す。面ＳＷＰは、被加工物（それ以上は図示せず）の内周面および外周面のうちのいずれか一方である。
【００７４】
いくつかの例示的な実施形態に従うと、刃先ＣＥ’は、実質的に曲線の形状を有していてもよく、たとえば面ＳＷＰに対して凹形状でもよい。この場合、刃先ＣＥ’の少なくとも一方の端部すなわち端部Ｅ１およびＥ２のうちの一方は、面ＳＷＰから遠ざかるように湾曲している。
【００７５】
図５に模式的に示されるように、本開示のいくつかの例示的な実施形態に従うと、刃先ＣＥ’は、円（図６には示さず）の円弧に対応する実質的に曲線であってもよい。この円は半径Ｒ２および中心Ｍを有する。刃先ＣＥ’の曲率は、円（図示せず）の中心Ｍが刃先ＣＥ’よりも面ＳＷＰから遠くに位置するような曲率であってもよい。
【００７６】
線ＬＮ２は、刃先ＣＥ’上のポイントＰ３とＰ４とを結ぶ仮想線である。軸Ａ２および回転軸ＲＡによって定められる面に対して刃先ＣＥ’を投影したものは、図３（ａ）に示すように直線形状である。この場合、線ＬＮ２は、投影した刃先ＣＥ’の少なくとも一部に対応する。
【００７７】
本開示のいくつかの例示的な実施形態に従うと，被加工物（図６には示されていない）が、直径Ｄ（図６には示されていない）を、被加工物（図６には示されていない）の、機械加工を受けているまたは受ける予定の回転対称面において有する場合、半径Ｒ２は、実質的に直径Ｄの約４分の１よりも大きくてもよい（Ｒ２＞Ｄ／４）。
【００７８】
本明細書におけるいくつかの例示的な実施形態に従うと、面ＳＷＰは内周面であってもよく、半径Ｒ２は、直径Ｄの約２分の１よりも小さい半径にさらに限定されてもよい（Ｄ／２＞Ｒ２）。
【００７９】
図７は、表面粗さＲｚ（図７の縦軸に沿って示される）と送り速度ｆ（図７の横軸に沿って示され、通常の測定単位はｍｍ／回転）とのグラフ上の関係を模式的に示す。従来の旋削装置は、送り方向に平行な向きにされた刃先を有する。従来の旋削装置を用いる比較例に従うと、切削工具によって機械加工される面の表面粗さＲｚの関係は、図７に模式的に示すライン１０１および１０３のうちの一方に従い得る。明示されている線形の挙動は、２つの測定点の間の線形補間の結果として得ることができ本開示を限定することは意図していないことを、当業者は理解するであろう。ライン１０１および１０３が示すように、従来の旋削システムでは、送り速度ｆの増加に伴って表面粗さＲｚが実質的に増大する。たとえば、図７のライン１０１および１０３による比較例で測定されているように、送り速度ｆが０．２からその２倍の０．４になると、表面粗さＲｚはおよそ「３」倍に増加する。
【００８０】
比較例に対し、ライン１０５および１０７は、上記本開示の各種実施形態の説明に従う旋削装置における表面粗さと送り速度との関係を模式的に示す。ライン１０５および１０７のカーブが示しているように、送り速度がかなり長い範囲にわたって比較的速い送り速度である１．２まで増大しても、表面粗さＲｚは２倍にすらならない（２倍未満）。したがって、本開示の各種実施形態に係る旋削装置により、表面粗さが許容できない程度まで増大することなく、より速い送り速度で表面を機械加工することができる。
【００８１】
図８Ａ、図８Ｂ、図９Ａ、および図９Ｂは、比較例（図８Ａおよび図９Ａ参照）および本開示に係る例示的な例（図８Ｂおよび図９Ｂ参照）に関して実施した各種測定を示す。
【００８２】
図８Ａは、標準の切削工具を送り速度０．２ｍｍ／回転にして測定した表面粗さＲｚが１．７５であることを示す（図７のライン１０３参照）。
【００８３】
図９Ａは、従来の切削工具を送り速度０．４ｍｍ／回転にして測定した表面粗さが９．８７であることを示す（図７のライン１０３参照）。
【００８４】
図８Ｂは、本開示の例示的な各種実施形態に関して先に説明した旋削装置で得られた測定値を示す。本開示の実施形態に従うと、刃先は送り方向に対して傾斜している。送り方向を０．８ｍｍ／回転に調整した。ここでは表面粗さＲｚとして２．７８が得られた（図７のライン１０７参照）。
【００８５】
図９Ｂは、例示的な実施形態の旋削装置において送り速度をより高い１．２ｍｍ／回転としたときの測定値として、表面粗さＲｚが２．８７であったことを示す（図７のライン１０７参照）。
【００８６】
このように、上記例示的な各種実施形態に従う旋削装置において、上記例示的な各種実施形態に従う被加工物の回転対称面の機械加工方法に従うと、高い送り速度で高品質の表面粗さを得ることができる。
【００８７】
上記被加工物は回転対称面を有し得るが、このことは本開示を何ら限定しない。たとえば、少なくとも一部が円筒形状である被加工物に加え、本開示に従い正方形および特殊形状の被加工物を機械加工することもできる。正方形および特殊形状の被加工物を機械加工する場合、適切な旋削装置がこのような被加工物を保持するために特殊なチャックまたは固定具を採用すればよい。
【００８８】
本開示が示す実施形態では回転軸に平行な送り方向に沿って切削工具を被加工物に対して相対的に前進させていることを当業者は理解するであろう。本明細書におけるいくつかの実施形態に従い、被加工物を固定した状態で切削工具を送り方向に沿って能動的に移動させてもよいが、本明細書におけるいくつかの代替的な実施形態に従い、切削工具を固定した状態で被加工物を送り方向に沿って能動的に移動させてもよい。同様に、被加工物に対して相対的に切削工具の向きを定めること、たとえば所望の傾斜角および／またはすくい角を調整することは、切削工具および被加工物のうちの一方を移動させる一方で、切削工具および被加工物のうちの他方を固定することを必要とし得る。「ＸをＹに対して相対的に前進させる」ことは、「Ｘを能動的に移動させＹを静止させる」ことおよび「Ｙを能動的に移動させＸを静止させる」ことの両方を意味することを、当業者は理解するであろう。
【００８９】
開示した上記具体的な実施形態は例示にすぎない。なぜなら、本発明は、実際のところ変形し得るものであって、本明細書の教示の恩恵を受ける当業者には明らかである、異なるが同等である態様で、実施し得るからである。たとえば、上記プロセスのステップは異なる順序で実行し得る。さらに、本明細書に示す構成または設計の詳細に対する限定は、以下の請求項に記載のものを除いて、意図していない。したがって、開示した上記具体的な実施形態は変更または修正し得るものでありそのような変形はすべて本発明の範囲および精神に含まれると考えられることは、明らかである。よって、本明細書において求める保護は、以下の請求項に記載されている通りである。
【図１】
2019526456.tif 000003
【図２】
2019526456.tif 000004
【図３（ａ）−３（ｂ）】
2019526456.tif 000005
【図４】
2019526456.tif 000006
【図５】
2019526456.tif 000007
【図６】
2019526456.tif 000008
【図７】
2019526456.tif 000009
【図８Ａ】
2019526456.tif 000010
【図８Ｂ】
2019526456.tif 000011
【図９Ａ】
2019526456.tif 000012
【図９Ｂ】
2019526456.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成31年2月14日(2019.2.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
【図１】本開示のいくつかの例示的な実施形態に係る旋削装置の断面図を模式的に示す。
【図２】本開示のいくつかの例示的な実施形態に係る切削工具の一部の拡大概略図を模式的に示す。
【図３】図３（ａ）は被加工物に対する刃先の配置を回転軸に沿う平面図で模式的に示し、図３（ｂ）は被加工物に対する刃先の配置を正面図で模式的に示す。
【図４】被加工物に対するすくい面の配置を模式的に示す。
【図５】本開示のいくつかの例示的な実施形態に係る刃先の構成を模式的に示す。
【図６】本開示のいくつかの例示的な実施形態に係る刃先の構成を模式的に示す。
【図７】本開示の例示的な実施形態およびいくつかの比較例に係る旋削装置の表面粗さと送り速度とのグラフ上の関係を模式的に示す。
【図８Ａ】比較例に係る機械加工された面の表面粗さをグラフで模式的に示す。
【図８Ｂ】本開示の例示的な実施形態に係る得られた機械加工された面の表面粗さを模式的に示す。
【図９Ａ】比較例に係る表面粗さを模式的に示す。
【図９Ｂ】本開示の例示的な実施形態に従い得られた表面粗さを模式的に示す。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
図３（ａ）に示すように、垂線ｎの方向は、すくい面２５からの垂線ｎが送り方向ＦＤに向くように、軸Ａ２の方向と同一のスタート方向から、軸Ａ１の周りを角度αだけ回転させた方向に設定される。刃先ＣＥを、すくい面２５の垂線ｎが被加工物ＷＰの接線に向けられるように位置決めされた場合、垂線ｎの方向は上記スタート方向に対応する。加えて、垂線ｎの方向は、すくい面２５からの垂線ｎが送り方向ＦＤに向けられるように、軸Ａ３の周りを角度δだけ回転させた方向に設定される。この軸Ａ３は、回転軸ＲＡに対応する軸を軸Ａ１（第１の軸）を中心として角度αだけ回転させた軸に対応する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６９】
刃先ＣＥを軸Ａ３を中心として回転させてもよい。角度δは、すくい面ＲＦの垂線Ｎと軸Ａ１または径方向座標ベクトルＲに垂直な仮想軸（virtual axis）ＶＡとの間の角度である。刃先ＣＥを、垂線Ｎが軸Ａ１に垂直になるように、または、すくい面ＲＦが軸Ａ１に平行になるように位置決めしたとき、角度δは０°である。角度βおよびδは、β＝９０°＋δによって相互に関連付けられる。角度δは、約０°〜約１５°の範囲にあってもよい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７２】
本開示のいくつかの例示的な実施形態に従うと、刃先（図１の９、図２の２４、ならびに図３（ａ）、図３（ｂ）、および図４のＣＥ参照）は、実質的に直線の形状を有していてもよい（図４において破線で示す部分であり、これは、上記図３（ａ）および図３（ｂ）の説明と同様、被加工物に接触している、ポイントＡとＢとの間の刃先ＣＥの有効部分）。図５は、被加工物（これ以上は図示せず）の面ＳＷＰに対して配置された刃先ＣＥを模式的に示す。面ＳＷＰは、被加工物（これ以上は図示せず）の内周面および外周面のうちの一方である。いくつかの例示的な実施形態に従うと、刃先ＣＥは直線の形状を有していてもよい。仮想線ＬＮ１は、刃先ＣＥ上の接続ポイントＰ１とＰ２を結ぶことによって形成され、刃先ＣＥが延びている方向と同じ方向に延びている。ポイントＰ１は、図３（ａ）および図４に示すポイントＡおよびＢのうちの一方に対応していてもよく、ポイントＰ２はポイントＡおよびＢのうちの他方に対応していてもよい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７５】
図６に模式的に示されるように、本開示のいくつかの例示的な実施形態に従うと、刃先ＣＥ’は、円（図６には示さず）の円弧に対応する実質的に曲線であってもよい。この円は半径Ｒ２および中心Ｍを有する。刃先ＣＥ’の曲率は、円（図示せず）の中心Ｍが刃先ＣＥ’よりも面ＳＷＰから遠くに位置するような曲率であってもよい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８４】
図８Ｂは、本開示の例示的な各種実施形態に関して先に説明した旋削装置で得られた測定値を示す。本開示の実施形態に従うと、刃先は送り方向に対して傾斜している。送り速度を０．８ｍｍ／回転に調整した。ここでは表面粗さＲｚとして２．７８が得られた（図７のライン１０７参照）。
【手続補正７】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物の回転対称面を機械加工する方法であって、前記方法は、
前記被加工物を回転軸を中心として回転駆動するステップと、
刃先を有する切削工具を前記被加工物に対して配置するステップと、
前記切削工具を前記被加工物に接触させるステップと、
前記回転軸に平行である送り方向に沿い、前記切削工具を前記被加工物に対して相対的に前進させるステップとを含み、
前記切削工具のすくい面に対する垂線は、前記送り方向、第１の軸、および第２の軸に対して傾斜しており、前記第１の軸および前記第２の軸は、前記送り方向に対して垂直であり、互いに垂直である、方法。
【請求項２】
前記すくい面の前記垂線の方向は、前記すくい面からの前記垂線が前記送り方向に向くように、前記第２の軸の方向と同一のスタート方向から、前記第１の軸の周りを角度αだけ回転させた方向に設定される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記角度αは約３５°〜約６０°の範囲にある、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記垂線の方向が設定される方向は、
（ｉ）前記すくい面からの前記垂線が前記送り方向に向くように、前記第２の軸の方向と同一の前記スタート方向から、前記第１の軸の周りを前記角度αだけ回転させ、
（ｉｉ）前記すくい面からの前記垂線が前記送り方向に向くように、第３の軸の周りを角度δだけ回転させた方向であり、前記第３の軸は、前記回転軸ＲＡに対応する軸を前記第１の軸Ａ１の周りを前記角度αだけ回転させた軸に対応する、請求項２および請求項３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記角度δは約０°〜約１５°の範囲にある、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記刃先は実質的に直線の形状を有する、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記刃先は実質的に曲線の形状を有する、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記刃先は、前記被加工物から遠ざかるように前記刃先の少なくとも一方の端部に向かって湾曲している、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記被加工物の直径は、前記被加工物の前記回転対称面で決められ、前記実質的に曲線の形状は、半径を有する円の円弧に対応し、前記半径は前記直径の約４分の１よりも実質的に大きい、請求項７および請求項８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記被加工物の前記回転対称面は、前記被加工物の外周面である、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記被加工物の前記回転対称面は、前記被加工物の内周面である、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記被加工物の直径は、前記被加工物の前記回転対称面で決められ、前記実質的に曲線の形状は、半径を有する円の円弧に対応し、前記半径は、前記直径の約４分の１よりも実質的に大きく、前記半径は、前記直径の約２分の１よりも実質的に小さい、請求項７および請求項８のいずれか１項と組み合わせた請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記刃先は、前記被加工物に係合すると、前記刃先の有効切削部分に沿って前記被加工物に接触し、前記有効切削部分の有効長は、前記刃先の全長よりも実質的に小さい、請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
被加工物の回転対称面を機械加工動作において機械加工するための旋削装置であって、
前記旋削装置は、
回転軸を中心する回転運動を実行するように構成された駆動装置によって回転駆動されるように構成されたスピンドルと、
切削工具支持部とを備え、前記切削工具支持部は、被加工物に対して機械加工動作を実行するためにすくい面の縁部に位置する刃先を有する切削工具を保持するように構成され、
前記回転軸に平行である送り方向に沿って前記切削工具支持部を前記スピンドルに対して相対的に変位させるように構成された送り装置を備え、
前記切削工具支持部は、前記機械加工動作の実行前に、前記刃先の前記すくい面に対する垂線が前記送り方向、第１の軸、および第２の軸に対して傾斜するような方向に向けることができ、前記第１の軸および前記第２の軸は、前記送り方向に対して垂直であり、互いに垂直である、旋削装置。
【請求項１５】
前記切削工具支持部は、少なくとも１つの刃先を有する切削インサートを保持するように構成されている、請求項１４に記載の旋削装置。
【国際調査報告】
2019526456.tif 000014
2019526456.tif 000015
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